模塊化光譜技術(shù)允許用戶通過(guò)各種方式組合光學(xué)平臺(tái)和附件，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)千種應(yīng)用。光譜儀中的可更換狹縫可增加更多靈活性。

光譜儀狹縫尺寸是確定光譜系統(tǒng)光學(xué)分辨率、衍射光柵色散和探測(cè)器像素?cái)?shù)量的因素之一。選擇狹縫尺寸涉及到權(quán)衡的問(wèn)題：選擇更大的狹縫寬度可提高通過(guò)量，但會(huì)犧牲光學(xué)分辨率。而選擇較小的狹縫可獲得更高的光學(xué)分辨率，但會(huì)降低通過(guò)量。狹縫尺寸的最佳選擇需要權(quán)衡上述兩個(gè)后果，這在很大程度上取決于具體的應(yīng)用情況。

多狹縫選擇大大增加靈活性

大多數(shù)海洋光學(xué)光譜儀的可更換狹縫有助于消除設(shè)計(jì)方面的不足，為用戶提供更大的實(shí)驗(yàn)靈活性。例如，可以指定窄狹縫，以便在尖峰吸光度測(cè)量中獲得高分辨率，然后切換到較寬的狹縫，以便在熒光和低光測(cè)量中獲得高通量。

這是前幾代模塊化光譜儀的一大進(jìn)步，原來(lái)的光譜儀需要制造商來(lái)更換狹縫組件。對(duì)于在光通量和光學(xué)分辨率之間保持精確平衡至關(guān)重要的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，必須返回光譜儀進(jìn)行調(diào)整，非常不方便。可更換狹縫避免了這些麻煩。

分辨率與通量之間的抉擇

可更換光譜儀狹縫為實(shí)驗(yàn)室常規(guī)吸光度和熒光測(cè)量提供了極大的優(yōu)勢(shì)。例如，測(cè)量氧化鋁的吸光度時(shí)，具有狹窄、獨(dú)特的峰值，需要恰當(dāng)?shù)姆直媛什拍苷_解決，很可能需要 25 μm 或更窄的狹縫（圖 1）。

圖 1. 使用不同狹縫寬度的?Flame 光譜儀測(cè)量氧化鋁的吸光度。請(qǐng)注意，狹縫尺寸增加時(shí)對(duì)吸光度峰值的增寬效應(yīng)。出于演示目的，光譜在 y 方向上進(jìn)行了歸一化。 但是，當(dāng)實(shí)驗(yàn)受到信號(hào)強(qiáng)度或采集時(shí)間限制時(shí)——即需要較短的積分時(shí)間——高通過(guò)量則成為最重要的考慮因素，而 25 μm 的狹縫不會(huì)在所有情況下都能很好地發(fā)揮作用。 熒光測(cè)量就是這種情況，因?yàn)樾盘?hào)可能非常低，特別是在熒光分子濃度較低時(shí)。例如，以低濃度使用熒光標(biāo)記，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的驗(yàn)證。在此類應(yīng)用中，如需改進(jìn)分辨率，較大狹縫的高通過(guò)量比較窄狹縫的更有效。 圖 2 展示了狹縫尺寸變窄時(shí)對(duì)光譜儀光通量的影響。對(duì)于較小的狹縫尺寸，測(cè)量熒光分子所需的積分時(shí)間快速增加，因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)狹縫的光量大大減少。當(dāng)測(cè)量速度至關(guān)重要時(shí)，這具有非常切實(shí)的優(yōu)勢(shì)。

圖 2. Flame 光譜儀測(cè)量水中熒光素的熒光。對(duì)數(shù)圖顯示了根據(jù)狹縫大小達(dá)到最佳信號(hào)電平所需要的積分時(shí)間。狹縫尺寸越小，所需要的積分時(shí)間就越長(zhǎng)。

利用光譜儀的可更換狹縫，用戶只需更換狹縫，即可調(diào)節(jié)光譜儀的光學(xué)分辨率和光通量性能。可更換狹縫為用戶提供了光譜儀設(shè)計(jì)的更多自由度，無(wú)需在制造商工廠內(nèi)對(duì)光譜儀進(jìn)行返工和重新校準(zhǔn)。

審核編輯：黃飛